CN110816349A - 一种充电桩充电监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩充电监测系统，包括上位机、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块、用于将上位机与充电监控模块相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台以及与云平台相连接的终端服务平台和与充电桩相关的APP，所述互联通信模块包括有线通信模块和无线通信模块。本发明一种充电桩充电监测系统便于根据实际的使用情况，在保证实时监测设备相关性能信息的基础上，实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，进而有效的提高了充电桩的使用精度。

Description

一种充电桩充电监测系统
技术领域
本发明涉及充电桩相关技术领域，具体为一种充电桩充电监测系统。
背景技术
随着社会的进步与发展，人们越来越重视生态文明建设和对自然资源的保护，众所周知自然资源分为可再生资源与不可再生资源，为了构建环境友好型社会，我国也开始了对于电动汽车领域的研究，节约自然资源、促进可持续发展。电动汽车值得开发和研究是有原因的，第一是零污染，因为电动汽车主要能源是电力，所以它的污染排放量几乎为零；第二是零噪音，由于电机的运行声音要比传统内燃汽车的发动机小的多，因此在行驶过程中几乎没有太大声响；第三是驾驶简单，目前电动汽车就是一个档位。电动汽车智能充电桩的出现，首先可以解决车辆及时充电问题、还可以对车辆的动力电池进行维护。智能充电桩产品均配备了智能化的联网功能，且具有人性化的人机交互界面和完善的通讯能力。整个的交易流程特别简单，首先用户要提前办理好专属充电卡，然后充电时在智能充电柱的操作界面上刷卡，选择好合适的充电时间和充电方式后智能充电柱会自动扣除相应的费用，如智能充电柱出现问题也可直接在操作界面上进行反馈求助。
本发明的发明人发现，现有技术中的充电桩由于其本身的设计特点，结构简单且使用方式单一，另外现有技术中的充电桩强调硬件设施，数据监测方面大部分通过有线方式实现,不能将采集的数据实时传送至用户与后台,具有很大的局限性，从而无法满足目前对充电桩的多种使用需求；
为此，我们提出了一种充电桩充电监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电桩充电监测系统，旨在改善现有技术中的充电桩由于其本身的设计特点，结构简单且使用方式单一，另外现有技术中的充电桩强调硬件设施，数据监测方面大部分通过有线方式实现,不能将采集的数据实时传送至用户与后台,具有很大的局限性，从而无法满足目前对充电桩的多种使用需求的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种充电桩充电监测系统，包括上位机、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块、用于将上位机与充电监控模块相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台以及与云平台相连接的终端服务平台和与充电桩相关的APP；
互联通信模块包括有线通信模块和无线通信模块；
充电监控模块包括与设置在充电桩内的监测装置以及分别与监测装置电性连接的信息采集传输模块和设置在充电桩外部用于控制充电桩与电动汽车连接电路上的充电状态控制模块。
进而便于根据实际的使用情况，在保证实时监测设备相关性能信息的基础上，实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，进而有效的提高了充电桩的使用精度；
作为本发明的一个优选方面，监测装置和信息采集传输模块设置为内嵌式，便于实时的获取相应充电桩的信息以及实现充电相关性能信息采集；监测装置包括与充电桩的蓄电池电性连接的电压互感器和电流互感器，电流互感器和电压互感器分别用于实时采集充电电压、电流等相关状态信息，并将采集的信息传输至信息采集传输模块。
作为本发明的一个优选方面，信息采集传输模块用于对电流互感器和电压互感器采集的电气信息进行计算优化，计算充电量、显示充电时长和计算实时电价，且信息采集传输模块连接与设置在充电桩上的显示单元，进而便于通过显示单元对充电信息以及充电桩的工作状态进行显示，进而有效的提高了本发明的使用精度；
作为本发明的一个优选方面，充电状态控制模块包括用于控制充电桩的充电接口与电动汽车充电接口的继电器以及用于检测充电桩与电动汽车连接电路上充电电压的耦合器，进而便于通过继电器的开断，控制电动汽车是否开始充电，且便于通过耦合器对用于充电电压进行调节，从而有效的保证了充电电压的稳定性；
作为本发明的一个优选方面，还包括与有线通信模块相连接的移动PC端，移动PC端包括移动电脑、平板电脑或者手机其中的一种，有效的实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，有效的提高了本发明的使用灵活性；
作为本发明的一个优选方面，有线通信模块包括串口通信和TCP/IP通信的方式，当充电桩所处位置网络信号不好且与后台系统相距不远需要直接通信时，采用串口通信方式传输数据至移动PC端，在实际运用中为方便实时监控充电监控模块的信息,将充电状态控制模块的控制系统与移动PC端的上位机系统直接相连，控制系统使用I/0模拟数字信号直接对移动PC端的上位机系统进行操作，两者采用RS232串口通信协议与异步半双工模式进行通信，通信使用VISA节点,实现配置串口,串口写入，串口读取，关闭串口功能，且串口通信节点具有使用方法简单、成本低、数据传输速率高等特点；
当充电桩通信距离较远且需多台设备从云平台或移动PC端获取数据时，采用TCP/IP通信方式传输数据至云平台与移动PC端，TCP/IP通信将充电监控模块的数据传输到局域网，移动PC端通过局域网获取相应数据，此时上位机建立了数据库，可对两种方式传输的数据进行计算、储存，同时，TCP/IP通信可将数据传输至云平台分析、储存。有线传输方式实现针对不同场景，高效的进行数据传输，储存和计算；
作为本发明的一个优选方面，无线传输方式主要采用物联网模块与蓝牙模块的方式，物联网可通过无线传输方式实时将充电监控模块的信息实时的传输至云平台,具有链接能力强、传输速度快、覆盖率高、功耗小等特点；
当充电桩所处地区信号不好无法使用网络方式时，采用蓝牙通信方式传输数据至终端服务平台或者APP,蓝牙模块采用HC-05嵌入式蓝牙通信模块,可与各种带蓝牙功能的手机、电脑、PDA等智能终端配对，智能终端蓝牙与装置内蓝牙模块连接后,本地控制端的APP实现对蓝牙模块搜索、匹配和通信，通过该APP发送针对充电桩的控制指令,例如控制充电状态控制模块的开断指令，同时接收充电桩返回的数据,实现数据的双向传输,传输内容主要包括：充电时长、充电量、实时电价、总费用、历史查询、支付方式，用户随时随地知晓充电状态,掌控充电过程,完成充电并支付相关费用。
无线传输方式实现快速、便捷的监测与控制充电过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有设计合理且操作简单的特点，本发明一种充电桩充电监测系统包括上位机、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块、用于将上位机与充电监控模块相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台以及与云平台相连接的终端服务平台和与充电桩相关的APP，所述互联通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，进而便于根据实际的使用情况，在保证实时监测设备相关性能信息的基础上，实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，进而有效的提高了充电桩的使用精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种充电桩充电监测系统的结构示意图之一；
图2是本发明一种充电桩充电监测系统的结构示意图之二；
图3是本发明一种充电桩充电监测系统实施1的局部结构示意；
图4是本发明一种充电桩充电监测系统实施例2的局部结构示意图。
图中：1-上位机、2-有线通信模块、21-串口通信、22-TCP/IP通信、3-充电监控模块、31-监测装置、32-信息采集传输模块、33-充电状态控制模块、4-无线通信模块、41-蓝牙模块、42-物联网模块、5-云平台、6-移动PC端、7-终端服务平台、8-APP。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参照图1、图2、图3和图4，一种充电桩充电监测系统，包括上位机1、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块3、用于将上位机1与充电监控模块3相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台5以及与云平台5相连接的终端服务平台7和与充电桩相关的APP8，互联通信模块包括有线通信模块2和无线通信模块4，进而便于根据实际的使用情况，在保证实时监测设备相关性能信息的基础上，实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，进而有效的提高了充电桩的使用精度；
请参考图1和图2，充电监控模块3包括与设置在充电桩内的监测装置31以及分别与监测装置31电性连接的信息采集传输模块32和设置在充电桩外部用于控制充电桩与电动汽车连接电路上的充电状态控制模块33，监测装置31和信息采集传输模块32设置为内嵌式，便于实时的获取相应充电桩的信息以及实现充电相关性能信息采集；监测装置31包括与充电桩的蓄电池电性连接的电压互感器和电流互感器，电流互感器和电压互感器分别用于实时采集充电电压、电流等相关状态信息，并将采集的信息传输至信息采集传输模块32；信息采集传输模块32用于对电流互感器和电压互感器采集的电气信息进行计算优化，计算充电量、显示充电时长和计算实时电价，且信息采集传输模块32连接与设置在充电桩上的显示单元，进而便于通过显示单元对充电信息以及充电桩的工作状态进行显示，进而有效的提高了本发明的使用精度；充电状态控制模块33包括用于控制充电桩的充电接口与电动汽车充电接口的继电器以及用于检测充电桩与电动汽车连接电路上充电电压的耦合器，进而便于通过继电器的开断，控制电动汽车是否开始充电，且便于通过耦合器对用于充电电压进行调节，从而有效的保证了充电电压的稳定性；
请参考图1和图2，还包括与有线通信模块2相连接的移动PC端6，移动PC端6包括移动电脑、平板电脑或者手机其中的一种，有效的实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，有效的提高了本发明的使用灵活性；
请参考图1、图2和图3，有线通信模块2包括串口通信21，当充电桩所处位置网络信号不好且与后台系统相距不远需要直接通信时，采用串口通信21方式传输数据至移动PC端6，在实际运用中为方便实时监控充电监控模块3的信息,将充电状态控制模块33的控制系统与移动PC端6的上位机系统直接相连，控制系统使用I/0模拟数字信号直接对移动PC端6的上位机系统进行操作，两者采用RS232串口通信21协议与异步半双工模式进行通信，通信使用VISA节点,实现配置串口,串口写入，串口读取，关闭串口功能，且串口通信21节点具有使用方法简单、成本低、数据传输速率高等特点；
请参考图1和图2，无线传输方式主要采用物联网模块42与蓝牙模块41的方式，物联网可通过无线传输方式实时将充电监控模块3的信息实时的传输至云平台5,具有链接能力强、传输速度快、覆盖率高、功耗小等特点；
当充电桩所处地区信号不好无法使用网络方式时，采用蓝牙通信方式传输数据至终端服务平台7或者APP8,蓝牙模块41采用HC-05嵌入式蓝牙通信模块,可与各种带蓝牙功能的手机、电脑、PDA等智能终端配对，智能终端蓝牙与装置内蓝牙模块41连接后,本地控制端的APP8实现对蓝牙模块41搜索、匹配和通信，通过该APP8发送针对充电桩的控制指令,例如控制充电状态控制模块33的开断指令，同时接收充电桩返回的数据,实现数据的双向传输,传输内容主要包括：充电时长、充电量、实时电价、总费用、历史查询、支付方式，用户随时随地知晓充电状态,掌控充电过程,完成充电并支付相关费用。
无线传输方式实现快速、便捷的监测与控制充电过程。
实施例2：
请参照图1、图2、图3和图4，一种充电桩充电监测系统，包括上位机1、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块3、用于将上位机1与充电监控模块3相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台5以及与云平台5相连接的终端服务平台7和与充电桩相关的APP8，互联通信模块包括有线通信模块2和无线通信模块4，进而便于根据实际的使用情况，在保证实时监测设备相关性能信息的基础上，实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，进而有效的提高了充电桩的使用精度；
请参考图1和图2，充电监控模块3包括与设置在充电桩内的监测装置31以及分别与监测装置31电性连接的信息采集传输模块32和设置在充电桩外部用于控制充电桩与电动汽车连接电路上的充电状态控制模块33，监测装置31和信息采集传输模块32设置为内嵌式，便于实时的获取相应充电桩的信息以及实现充电相关性能信息采集；监测装置31包括与充电桩的蓄电池电性连接的电压互感器和电流互感器，电流互感器和电压互感器分别用于实时采集充电电压、电流等相关状态信息，并将采集的信息传输至信息采集传输模块32；信息采集传输模块32用于对电流互感器和电压互感器采集的电气信息进行计算优化，计算充电量、显示充电时长和计算实时电价，且信息采集传输模块32连接与设置在充电桩上的显示单元，进而便于通过显示单元对充电信息以及充电桩的工作状态进行显示，进而有效的提高了本发明的使用精度；充电状态控制模块33包括用于控制充电桩的充电接口与电动汽车充电接口的继电器以及用于检测充电桩与电动汽车连接电路上充电电压的耦合器，进而便于通过继电器的开断，控制电动汽车是否开始充电，且便于通过耦合器对用于充电电压进行调节，从而有效的保证了充电电压的稳定性；
请参考图1和图2，还包括与有线通信模块2相连接的移动PC端6，移动PC端6包括移动电脑、平板电脑或者手机其中的一种，有效的实现多通信传输方式的信号传输与储存，以适应各个场景的需求，有效的提高了本发明的使用灵活性；
请参考图1、图2和图4，当充电桩通信距离较远且需多台设备从云平台5或移动PC端6获取数据时，采用TCP/IP通信22方式传输数据至云平台5与移动PC端6，TCP/IP通信22将充电监控模块3的数据传输到局域网，移动PC端6通过局域网获取相应数据，此时上位机1建立了数据库，可对两种方式传输的数据进行计算、储存，同时，TCP/IP通信22可将数据传输至云平台5分析、储存。有线传输方式实现针对不同场景，高效的进行数据传输，储存和计算；
请参考图1和图2，无线传输方式主要采用物联网模块42与蓝牙模块41的方式，物联网可通过无线传输方式实时将充电监控模块3的信息实时的传输至云平台5,具有链接能力强、传输速度快、覆盖率高、功耗小等特点；
请参考图1和图2，当充电桩所处地区信号不好无法使用网络方式时，采用蓝牙通信方式传输数据至终端服务平台7或者APP8,蓝牙模块41采用HC-05嵌入式蓝牙通信模块,可与各种带蓝牙功能的手机、电脑、PDA等智能终端配对，智能终端蓝牙与装置内蓝牙模块41连接后,本地控制端的APP8实现对蓝牙模块41搜索、匹配和通信，通过该APP8发送针对充电桩的控制指令,例如控制充电状态控制模块33的开断指令，同时接收充电桩返回的数据,实现数据的双向传输,传输内容主要包括：充电时长、充电量、实时电价、总费用、历史查询、支付方式，用户随时随地知晓充电状态,掌控充电过程,完成充电并支付相关费用。
无线传输方式实现快速、便捷的监测与控制充电过程。
工作原理：本发明通过设置上位机1、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块3、用于将上位机1与充电监控模块3相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台5以及与云平台5相连接的终端服务平台7和与充电桩相关的APP8，充电监控模块3可实现充电相关性能信息采集与充电状态控制，互联通信模块通过有线通信模块2与上位机1通信,通过无线通信模块4与终端服务平台7或APP8通信，实现数据传输、计算和储存功能，做到了让用户随时随地知晓充电状态,掌控充电过程,完成充电并支付相关费用。
通过上述设计得到的装置已基本能满足改善现有技术中的充电桩由于其本身的设计特点，结构简单且使用方式单一，另外现有技术中的充电桩强调硬件设施，数据监测方面大部分通过有线方式实现,不能将采集的数据实时传送至用户与后台,具有很大的局限性，从而无法满足目前对充电桩的多种使用需求的问题的使用，但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该装置进行了进一步的改良。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种充电桩充电监测系统，其特征在于：包括上位机(1)、用于监控充电桩充电状态的充电监控模块(3)、用于将上位机(1)与充电监控模块(3)相连接的互联通信模块、与互联通信模块相连接的云平台(5)以及与云平台(5)相连接的终端服务平台(7)和与充电桩相关的APP(8)；
所述互联通信模块包括有线通信模块(2)和无线通信模块(4)；
所述充电监控模块(3)包括与设置在充电桩内的监测装置(31)以及分别与监测装置(31)电性连接的信息采集传输模块(32)和设置在充电桩外部用于控制充电桩与电动汽车连接电路上的充电状态控制模块(33)。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，所述监测装置(31)包括与充电桩的蓄电池电性连接的电压互感器和电流互感器，所述电流互感器和电压互感器分别用于实时采集充电电压、电流等相关状态信息，并将采集的信息传输至信息采集传输模块(32)。
3.根据权利要求1所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，所述监测装置(31)包括与充电桩的蓄电池电性连接的电压互感器和电流互感器，所述电流互感器和电压互感器分别用于实时采集充电电压、电流等相关状态信息，并将采集的信息传输至信息采集传输模块(32)。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，所述充电状态控制模块(33)包括用于控制充电桩的充电接口与电动汽车充电接口的继电器以及用于检测充电桩与电动汽车连接电路上充电电压的耦合器。
5.根据权利要求4所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，还包括与有线通信模块(2)相连接的移动PC端(6)，所述移动PC端(6)包括移动电脑、平板电脑或者手机其中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，所述有线通信模块(2)包括串口通信(21)和TCP/IP通信(22)的方式，当充电桩所处位置网络信号不好且与后台系统相距不远需要直接通信时，采用串口通信(21)方式传输数据至移动PC端(6)，当充电桩通信距离较远且需多台设备从云平台(5)或移动PC端(6)获取数据时，采用TCP/IP通信(22)方式传输数据至云平台(5)与移动PC端(6)。
7.根据权利要求6所述的一种充电桩充电监测系统，其特征在于，所述无线传输方式主要采用物联网模块(42)与蓝牙模块(41)的方式，物联网可通过无线传输方式实时将充电监控模块(3)的信息实时的传输至云平台(5)，当充电桩所处地区信号不好无法使用网络方式时，采用蓝牙通信方式传输数据至终端服务平台(7)或者APP(8),所述蓝牙模块(41)采用HC-05嵌入式蓝牙通信模块。
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